DE60307573T2

DE60307573T2 - Kaskadenloser Schubumkehrer mit Kontrolle des Luftaustrittsmusters

Info

Publication number: DE60307573T2
Application number: DE60307573T
Authority: DE
Inventors: Jihad I Chula Vista Ramlaoui; Randall J. Chula Vista Seaver; Norman J. San Diego James; Stuart J. San Diego Byrne; Sheila San Diego Cornejo
Original assignee: Rohr Inc
Current assignee: Rohr Inc
Priority date: 2002-10-29
Filing date: 2003-10-22
Publication date: 2007-09-13
Anticipated expiration: 2023-10-23
Also published as: DE60307573D1; EP1416147B1; US6968675B2; EP1416147A1; US20040079073A1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf Schubumkehrvorrichtungen für einen Gasturbinenmotor, und im Speziellen auf schaufelgitterfreie Schubumkehrvorrichtungen mit sich umwandelnder Triebwerksverkleidung für Gasturbinenmotoren mit kanalisiertem Luftstrom, welche die Luftströmung in dem Kanal nach außen und nach vorne umlenken, wenn die Schubumkehrvorrichtung ausgefahren ist.
Eine allgemeine Ausführung von Schubumkehrvorrichtungen für die Verwendung im Zusammenhang mit dem Luftkanal eines Turbofanmotors umfasst eine sich umwandelnde Triebwerksverkleidung, welche einen nach hinten gerichteten, äußeren Wandabschnitt des Luftkanals bildet. Für einen normalen, nach hinten gerichteten Luftstrom durch den Luftkanal verbleibt die sich umwandelnde Triebwerksverkleidung in einer geschlossenen Position, in welcher ihr vorderes Ende ein Schott in Eingriff nimmt, welches an der Luftstromtriebswerkverkleidung des Motors montiert ist. Um den Luftstrom umzudrehen, wird die sich umwandelnde Triebwerksverkleidung in eine nach hinten gerichtete Ausrichtung weg von dem Schott bewegt, um eine Auslassöffnung hinter dem Schott freizulassen, durch welche die Luft aus dem Luftkanal abgelassen wird. Die Schubumkehrvorrichtung dient ebenso zum Blockieren des Luftkanals in einer Position hinter der Auslassöffnung.
In einer Form des Blockiersystems ist eine Anzahl von Blockiertüren schwenkbar an der sich umwandelnden Triebwerksverkleidung montiert und durch Verbindungen an die Motortriebwerksverkleidung angekoppelt. Wenn die sich umwandelnde Triebwerksverkleidung sich beim Ausfahren der Schubumkehrvorrichtung nach hinten bewegt, schwenken die Verbindungen die Blockiertüren in radialer Richtung nach innen, in solche Positionen, in welchen sie den Luftkanal blockieren. Eine andere Form des Blockiersystems ist ein inneres Wandelement an der sich umwandelnden Triebwerksverkleidung, welches angeordnet ist und geformt ist, um die Außenwand des Abschnitts des Kanals innerhalb der Auslassöffnung der Schubumkehrvorrichtung zu bilden, wenn die sich umwandelnde Triebwerksverkleidung in der vorderen Position angeordnet ist, und um den Luftkanal zu Blockieren, wenn die sich umwandelnde Triebwerksverkleidung in der hinteren, Umkehrschubposition angeordnet ist.
Schubumkehrvorrichtungen mit Schaufelgitter, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, stellen ein Schaufelgitter von strömungswendenden Schaufeln bereit, um das Drehen der Strömung dort hindurch zu unterstützen, um die nach vorne gerichtete Geschwindigkeitskomponente bereitzustellen. US 2002/0100837 A1 (Hatrick et al.) beschreibt eine Schubumkehrvorrichtung für einen Flugzeug-Turbofan-Rückstoßantrieb, welcher ein Schaufelgitter von strömungswendenden Schaufeln umfasst, und welche einen Strömungskontrollschlitz bereitstellt, der so ausgelegt ist, um den Umkehrschub für vorgegebene Strömungszustände im Luftstromkanal zu optimieren.
GB 1,386,232 (Shaw Brothers), EP 321993 A2 (The Boeing Company), US 3,599,432 (Rohr) und US 3,500,645 (Rohr) beschreiben allesamt Schubumkehrvorrichtungen, welche ein Schaufelgitter von strömungswendenden Schaufeln enthalten, die an eine hintere Kante eines Schotts der Schubumkehrvorrichtung angeschlossen sind.
Das US-Patent Nr. 4,232,516 beschreibt eine schaufelgitterfreie Schubumkehrvorrichtung, welche den Luftstrom durch eine Öffnung in einer nach vorne gerichteten Ausrichtung ablenkt. Eine ringförmige Platte ist auf der Schaufelradtriebwerksverkleidung positioniert und steht in dem Luftkanal in den turbulenten Strömungsbereich hervor. Die ringförmige Platte und die Seitenwand definieren eine für die Strömung offene Aussparung, welche die Ablösung der Strömung von der Seitenwand verzögert. Das US-Patent Nr. 6,029,439 beschreibt eine Schubumkehrvorrichtung mit Schwenktüren, umfassend eine Vielzahl von Schwenktüren. Zumindest eine Führungsschaufel ist an dem Schott der Schaufelradtriebwerksverkleidung angeschlossen und innerhalb des Luftkanals angeordnet, wenn eine Tür der Schubumkehrvorrichtung sich in der Vorwärts-Schubposition befindet, um die durch die Umkehrschuböffnung hindurchgehende Luft zu führen.
Ein Nachteil der schaufelgitterfreien Schubumkehrvorrichtungen aus dem Stand der Technik ist, dass sie keine Methode oder Struktur zum Steuern des Luftschweifs bereitstellen, welcher nach vorne gerichtet ist, wenn die Schubumkehrvorrichtung ausgefahren ist. Solche Schweife können den Flugzeugrumpf und die Flugzeugsteuerflächen anströmen und dabei die Stabilität des Flugzeugs während der Landung beeinträchtigen, und können einen Schaden durch Fremdgegenstände an der sich drehenden Motormaschinerie verursachen.
Dementsprechend besteht im Stand der Technik ein Bedürfnis für eine schaufelgitterfreie Schubumkehrvorrichtung mit sich umwandelnder Triebwerksverkleidung, welche einen ausreichenden Umkehrschub mit minimalen Auswirkungen auf die Stabilität des Flugzeugs und minimalen Auswirkungen auf den Motorbetrieb aufweist, wenn die Schubumkehrvorrichtung ausgefahren ist.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine effektive Schubumkehrvorrichtung bereitzustellen, welche einen ausreichenden Umkehrschub bereitstellt, um ein Flugzeug bei der Landung effektiv abzubremsen. Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Steuerung der Abgasschweife bereitzustellen, wenn die Schubumkehrvorrichtung ausgefahren ist.
Diese und andere Ziele der vorliegenden Erfindung werden deutlich mit Bezug auf die hierin angeführte Offenbarung, und werden erreicht durch eine Schubumkehrvorrichtung für einen Turbofan-Motor mit einem Luftkanal, der in radialer Richtung innen von einer Wand um den Turbofan-Motor und in radialer Richtung außen in einem Teil von einer Schaufelradtriebwerksverkleidung des Motors definiert wird. Die Schubumkehrvorrichtung umfasst ein Schott, das eingerichtet ist, um an der Schaufelradtriebwerksverkleidung, die eine erste Wand mit einem "Rampen"-Abschnitt definiert, montiert zu werden. Eine sich umwandelnde Triebwerksverkleidung wird bereitgestellt, welche eine zweite Wand und eine Auslegerplatte aufweist. Die sich umwandelnde Triebwerksverkleidung wird für eine Bewegung in axialer Richtung zwischen einer geschlossenen Position im Wesentlichen angrenzend an das Schott und einer offenen Position, in axialer Richtung von dem Schott beabstandet, gelagert, um einen Auslass zum Ablassen der Luft aus dem Luftkanal zu bilden, so dass die aus dem Luftkanal abgelassene Luft eine nach vorne gerichtete Komponente der Geschwindigkeit aufweist.
Die Abgasschweifsteuerung wird durch die Auslegerplatte und/oder durch Schweifsteuereinrichtungen bewerkstelligt. Die Schweifsteuereinrichtungen bewerkstelligen eine Abflussschweifsteuerung, um das Abgas der Schubumkehrvorrichtung vom Boden und von der Flugzeugstruktur weg zu lenken, um Auswirkungen durch den Schweif im Hinblick auf die Flugzeugstabilität und -steuerung, auf eine Störung der Motoreinlassluft und eine Beschädigung durch Fremdgegenstände zu minimieren. Die Auslegerplatte weist eine Größe auf, die sich in unterschiedlichen radialen Positionen über einen Umfang der sich umwandelnden Triebwerksverkleidung unterscheiden kann, um die nach vorne gerichte te Komponente der Geschwindigkeit der aus dem Luftkanal abgelassenen Luft selektiv zu steuern. In ähnlicher Weise weist die Rampenfläche des Schotts eine Größe auf, welche sich in unterschiedlichen radialen Positionen über einen Umfang des Schotts verändern kann, um die nach vorne gerichtete Komponente der Geschwindigkeit der aus dem Luftkanal abgelassenen Luft selektiv zu steuern. Eine Schweifsteuereinrichtung erstreckt sich in Längsrichtung über den Auslass, um den aus dem Luftkanal austretenden Luftstrom in eine Vielzahl von Schweifen zu unterteilen. Die Form, Größe und Position der Schweifsteuereinrichtung unterstützt die Sicherstellung effizienter Ausflüsse und unterstützt das Umlenken der Schweife in radialer Richtung in eine vordefinierte Richtung. In einem Ausführungsbeispiel kann die Schweifsteuereinrichtung eine Vielzahl von Zellen aufweisen, die durch Schaufeln definiert werden. Die Schaufeln können den Fluss in einer radialen Richtung und/oder eine nach vorne gerichtete Richtung umlenken.
Die Schubumkehrvorrichtung kann ferner ein Schaufelelement umfassen, das in axialer Richtung von der stromaufwärts gelegenen Wand des Schotts in einer nach hinten gerichteten Richtung beabstandet ist. Die Schaufel umfasst vorzugsweise einen Profilabschnitt, um Luft zum Auslass zu führen, wenn die sich umwandelnde Triebwerksverkleidung sich in der offenen Position befindet. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann das Schaufelelement eine ringförmige Konfiguration aufweisen und von einer Vielzahl von Schaufellagerungen gelagert werden, welche das Schaufelelement an dem Schott festlegen. Die Schaufellagerungen können einen Profilabschnitt aufweisen und die Strömung zwischen dem Schaufelelement und dem Schott in eine vordefinierte Richtung umlenken.
In einem anderen Ausführungsbeispiel umfasst die Schubumkehrvorrichtung keine Blockiertüren, um die Luftströmung im Wesentlichen zum hinteren Abschnitt des Luftkanals zu blockieren. Für dieses Ausführungsbeispiel kooperieren die Wand des Turbofan-Motors und die sich umwandelnde Triebwerksverkleidung, um die Luftströmung im Wesentlichen zu blockieren, wenn die sich umwandelnde Triebwerksverkleidung sich in der offenen Konfiguration befindet. In anderen Ausführungsbeispielen kann die Schubumkehrvorrichtung eine Vielzahl von Blockiertüren umfassen, die über Verbindungen zur Motortriebwerksverkleidung schwenkbar an der sich umwandelnden Triebwerksverkleidung befestigt sind, um Luft vor dem Durchströmen eines hinteren Abschnitts des Luftkanals zu hindern, wenn die sich umwandelnde Triebwerksverkleidung sich in der offenen Position befindet. Die Schubumkehrvorrichtung kann ebenso einen befestigten, hin teren Triebwerksverkleidungsabschnitt hinter der sich umwandelnden Triebwerksverkleidung aufweisen, wobei die sich umwandelnde Triebwerksverkleidung mit einem äußeren Wandabschnitt und einem inneren Wandabschnitt, die miteinander verbunden sind, konfiguriert sein kann. In einem anderen Ausführungsbeispiel können der äußere Wandabschnitt und der innere Wandabschnitt zwei gesonderte Komponenten sein, welche für eine relative radiale Bewegung in Bezug aufeinander ausgelegt sind, zwischen einer ersten Position, in welcher die äußere Wand und die innere Wand sich in enger Annäherung befinden, wenn die sich umwandelnde Triebwerksverkleidung sich in der geschlossenen Position befindet, und einer voneinander beabstandeten Position, wenn die sich umwandelnde Triebwerksverkleidung sich in der offenen (ausgefahrenen) Position befindet.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Schubumkehrvorrichtung für einen Turbofan-Motor bereitgestellt, mit einem Luftkanal, der in radialer Richtung innen durch eine Wand um den Turbofan-Motor und in radialer Richtung außen in einem Teil durch eine Schaufelradtriebwerksverkleidung des Turbofan-Motors definiert wird, umfassend:

(a) ein Schott, das eingerichtet ist, um an der Schaufelradtriebwerksverkleidung montiert zu werden, mit einer ersten Wand, welche eine geformte Oberfläche definiert, von welcher sich ein Nasenabschnitt mit einem sich davon erstreckenden Rampenabschnitt erstreckt;
(b) eine sich umwandelnde Triebwerksverkleidung mit einer zweiten Wand, welche eine geformte Oberfläche definiert, wobei die sich umwandelnde Triebwerksverkleidung für eine Bewegung in axialer Richtung zwischen einer geschlossenen Position, im Wesentlichen angrenzend an das Schott, und einer offenen Position, in axialer Richtung beabstandet von dem Schott, gelagert ist, um einen Auslass zum Ablassen von Luft aus dem Luftkanal zu bilden, wobei die aus dem Luftkanal abgelassene Luft eine Geschwindigkeitskomponente in einer nach vorne gerichteten Richtung aufweist; und
(c) eine Schweifsteuereinrichtung, die sich in Längsrichtung quer über den besagten Auslass und in Umfangsrichtung teilweise über die Schubumkehrvorrichtung erstreckt, um die aus dem Luftkanal abgelassene Luft in eine Vielzahl von Schweifen zu unterteilen;

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Schubumkehrvorrichtung für einen Turbofan-Motor bereitgestellt, mit einem Luftkanal, der in radialer Richtung innen durch eine Wand um den Turbofan-Turbinenmotor und in radialer Richtung außen in einem Teil durch eine Schaufelradtriebwerksverkleidung des Motors definiert wird, umfassend:

(a) ein Schott, das eingerichtet ist, um an der Schaufelradtriebwerksverkleidung montiert zu werden, mit einer ersten Wand, welche eine geformte Oberfläche definiert, von welcher sich ein Nasenabschnitt mit einem sich davon erstreckenden Rampenabschnitt erstreckt;
(b) eine sich umwandelnde Triebwerksverkleidung mit einer zweiten Wand und einer Auslegerplatte, welche eine geformte Oberfläche definieren, wobei die sich umwandelnde Triebwerksverkleidung für eine Bewegung in axialer Richtung zwischen einer geschlossenen Position, im Wesentlichen angrenzend an das Schott, und einer offenen Position, in axialer Richtung beabstandet von dem Schott, gelagert ist, um einen Auslass zum Ablassen von Luft aus dem Luftkanal zu bilden, wobei die aus dem Luftkanal abgelassene Luft eine Geschwindigkeitskomponente in einer nach vorne gerichteten Richtung aufweist, wobei die Auslegerplatte eine Dimension aufweist, welche sich in unterschiedlichen radialen Positionen über einen Umfang der sich umwandelnden Triebwerksverkleidung verändert, um eine nach vorne gerichtete Komponente der Geschwindigkeit der aus dem Luftkanal abgelassenen Luft selektiv zu steuern,

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird eine Schubumkehrvorrichtung für einen Turbofan-Motor bereitgestellt, mit einem Luftkanal, der in radialer Richtung innen durch eine Wand um den Turbofan-Turbinenmotor und in radialer Richtung außen in einem Teil durch eine Schaufelradtriebwerksverkleidung des Motors definiert wird, umfassend:

(a) ein Schott, das eingerichtet ist, um an der Schaufelradtriebwerksverkleidung montiert zu werden, mit einer ersten Wand, welche eine geformte Oberfläche definiert, von welcher sich ein Nasenabschnitt mit einem sich davon erstreckenden Rampenabschnitt erstreckt, wobei die geformte Oberfläche eine Dimension aufweist, welche sich in unterschiedlichen radialen Positionen über einen Umfang des Schotts verändert, um eine nach vorne gerichtete Komponente der Geschwindigkeit der aus dem Luftkanal abgelassenen Luft selektiv zu steuern;
(b) eine sich umwandelnde Triebwerksverkleidung mit einer zweiten Wand und einer Auslegerplatte, welche eine geformte Oberfläche definieren, wobei die sich umwandelnde Triebwerksverkleidung für eine Bewegung in axialer Richtung zwischen einer geschlossenen Position, im Wesentlichen angrenzend an das Schott, und einer offenen Position, in axialer Richtung beabstandet von dem Schott, gelagert ist, um einen Auslass zum Ablassen von Luft aus dem Luftkanal zu bilden, wobei die aus dem Luftkanal abgelassene Luft eine Geschwindigkeitskomponente in einer nach vorne gerichteten Richtung aufweist;

Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird eine Schubumkehrvorrichtung für einen Turbofan-Motor bereitgestellt, mit einem Luftkanal, der in radialer Richtung innen durch eine Wand um den Turbofan-Motor und in radialer Richtung außen in einem Teil durch eine Schaufelradtriebwerksverkleidung des Turbofan-Motors definiert wird, umfassend:

(a) ein Schott, das eingerichtet ist, um an der Schaufelradtriebwerksverkleidung montiert zu werden, mit einer ersten Wand, welche eine geformte Oberfläche definiert, von welcher sich ein Nasenabschnitt mit einem sich davon erstreckenden Rampenabschnitt erstreckt;
(b) eine sich umwandelnde Triebwerksverkleidung mit einer zweiten Wand, welche eine geformte Oberfläche definiert, wobei die sich umwandelnde Triebwerksverkleidung für eine Bewegung in axialer Richtung zwischen einer geschlossenen Position, im Wesentlichen angrenzend an das Schott, und einer offenen Position, in axialer Richtung beabstandet von dem Schott, gelagert ist, um einen Auslass zum Ablassen von Luft aus dem Luftkanal zu bilden, wobei die aus dem Luftkanal abgelassene Luft eine Geschwindigkeitskomponente in einer nach vorne gerichteten Richtung aufweist; und
(c) ein Schaufelelement, das in axialer Richtung von der ersten Wand des Schotts in einer nach hinten gerichteten Richtung beabstandet ist, und das einen Profilabschnitt aufweist, um die Luft zu dem Auslass zu führen, wenn die sich umwandelnde Triebwerksverkleidung sich in der offenen Position befindet, wobei das Schaufelelement an dem Schott über eine Vielzahl von Lagerungen gelagert ist, die konfiguriert sind, um die Luft in eine vordefinierte Richtung umzulenken,

Im Einklang mit der Erfindung wurden die Ziele des Bereitstellens eines ausreichenden Vorwärtsschubs bei Steuerung der Abgasschweife erreicht. Weitere Merkmale der Erfindung, ihre Eigenart und verschiedene Vorteile werden noch offensichtlicher aus den beiliegenden Zeichnungen und der folgenden detaillierten Beschreibung von veranschaulichenden Ausführungsbeispielen.
1 ist eine Schnittansicht in Längsrichtung einer Gondel eines Turbofan-Motors und einer schaufelgitterfreien Schubumkehrvorrichtung in einer geschlossenen (verstauten) Konfiguration, im Einklang mit der Erfindung.
2 ist eine Schnittansicht in Längsrichtung einer Gondel eines Turbofan-Motors und einer schaufelgitterfreien Schubumkehrvorrichtung in einer offenen (ausgefahrenen) Konfiguration, im Einklang mit der Erfindung.
3 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts (der befestigten Struktur) der Schubumkehrvorrichtung, im Einklang mit der Erfindung.
4 ist eine perspektivische Ansicht eines anderen Abschnitts (der sich umwandelnden Triebwerksverkleidung) der Schubumkehrvorrichtung, im Einklang mit der Erfindung.
5 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts (der sich umwandelnden Triebwerksverkleidung) der in 4 veranschaulichten Schubumkehrvorrichtung, im Einklang mit der Erfindung.
6 ist eine perspektivische Ansicht der Hälfte der Schubumkehrvorrichtung in einer geschlossenen Position, im Einklang mit der Erfindung.
7 ist eine vergrößerte Schnittansicht in Längsrichtung der Schubumkehrvorrichtung in einer geschlossenen Position, im Einklang mit der Erfindung.
8 ist eine perspektivische Ansicht der Hälfte der Schubumkehrvorrichtung in einer offenen Position, im Einklang mit der Erfindung.
9 ist eine vergrößerte Schnittansicht in Längsrichtung der Schubumkehrvorrichtung in einer offenen Position, im Einklang mit der Erfindung.
10 Ist eine Seitenansicht eines Versuchstandes für ein maßstabgetreues Modell der Schubumkehrvorrichtung in der offenen Konfiguration, im Einklang mit der Erfindung.
11 ist eine axiale Schnittansicht der Schubumkehrvorrichtung, entlang der Linie 11-11 aus 9, im Einklang mit der Erfindung.
12 ist eine Endansicht von der Hinterseite eines Versuchsstandes für ein maßstabgetreues Modell der Schubumkehrvorrichtung in einer offenen Konfiguration, im Einklang mit der Erfindung.
13 ist eine Endansicht der an einem Flugzeug montierten Gondel und der Umkehrvorrichtung, im Einklang mit der Erfindung.
14 ist eine Schnittansicht in Längsrichtung, ähnlich zur 9, zur Veranschaulichung der Auslegerplattenanordnung und des Strömungsmusters in einer radialen Position über den Umfang der Schubumkehrvorrichtung, im Einklang mit der Erfindung.
15 ist eine Schnittansicht in Längsrichtung, ähnlich zur 14, zur Veranschaulichung der Auslegerplattenanordnung und des Strömungsmusters in einer anderen radialen Position über den Umfang der Schubumkehrvorrichtung, im Einklang mit der Erfindung.
16 ist eine Schnittansicht in Längsrichtung, ähnlich zur 15, zur Veranschaulichung der Auslegerplattenanordnung und des Strömungsmusters in einer weiteren radialen Position über den Umfang der Schubumkehrvorrichtung, im Einklang mit der Erfindung.
17 ist eine Schnittansicht in Längsrichtung, ähnlich zur 14, zur Veranschaulichung des Rampenabschnitts des Schotts in einer anderen radialen Position über den Umfang der Schubumkehrvorrichtung, im Einklang mit der Erfindung.
18 ist eine Schnittansicht in Längsrichtung, ähnlich zur 9, eines anderen Ausführungsbeispiels einer Schubumkehrvorrichtung im Einklang mit der Erfindung.
19 ist eine perspektivische Ansicht, im Teilschnitt, eines Abschnitts eines anderen Ausführungsbeispiels der Schubumkehrvorrichtung, im Einklang mit der Erfindung.
20 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht, im Teilschnitt, eines Abschnitts des in 19 veranschaulichten Ausführungsbeispiels, im Einklang mit der Erfindung.
21 ist eine perspektivische Ansicht, ähnlich zu der 8, eines anderen Ausführungsbeispiels der Schubumkehrvorrichtung, in einer offenen Position, im Einklang mit der Erfindung.
22 ist eine axiale Schnittansicht der Schubumkehrvorrichtung aus 21, entlang der Linie 22-22 aus 21, im Einklang mit der Erfindung.
23 ist eine Schnittansicht in Längsrichtung, ähnlich zur 1, noch eines anderen Ausführungsbeispiels eines Motors, einer Gondel und einer Schubumkehrvorrichtung in einer geschlossenen Konfiguration, im Einklang mit der Erfindung.
24 ist eine Schnittansicht in Längsrichtung des Motors, der Gondel und der Schubumkehrvorrichtung aus 23 in einer offenen (ausgefahrenen) Konfiguration, im Einklang mit der Erfindung.
25 ist eine Schnittansicht in Längsrichtung, ähnlich zur 1, noch eines anderen Ausführungsbeispiels einer Gondel und einer Schubumkehrvorrichtung in einer geschlossenen (verstauten) Konfiguration, in Einklang mit der Erfindung.
26 ist eine Schnittansicht in Längsrichtung der Gondel und der Schubumkehrvorrichtung aus 25 in einer offenen Konfiguration, im Einklang mit der Erfindung.
27 ist eine Schnittansicht in Längsrichtung, ähnlich zur 1, eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Gondel und einer Schubumkehrvorrichtung in einer geschlossenen Konfiguration, im Einklang mit der Erfindung.
28 ist eine Schnittansicht in Längsrichtung der Gondel und der Schubumkehrvorrichtung aus 27 in einer offenen Konfiguration, im Einklang mit der Erfindung.
Im Einklang mit der Erfindung wird ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel einer Schubumkehrvorrichtung 12, die zusammen mit einer Turbofan-Gondel 10 verwendet wird, in den 1-2 dargestellt. In der nachfolgenden Beschreibung wird die Mittellinie der Gon del 10 (die hierin ebenso als die Längsachse bezeichnet wird) durch eine gepunktete Linie 2 angezeigt, die Vorwärts-Richtung wird durch einen Pfeil 4 angezeigt, und die Rückwärts-Richtung wird durch einen Pfeil 6 angezeigt. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel wird ein ringförmiger Luftkanal zwischen dem Motor 14 und der Schaufelradtriebwerksverkleidung 16 definiert. Der hintere Abschnitt der Schaufelradtriebwerksverkleidung 16 kann eine Verdrillungsbox oder ein Schott 18 aufweisen, welches mit einer sich umwandelnden Triebwerksverkleidung 20 kooperiert. Die sich umwandelnde Triebwerksverkleidung 20 ist zwischen einer Vorwätsposition und einer Rückwärtsposition durch eine Reihe von Stellvorrichtungen (nicht gezeigt) bewegbar. 1 veranschaulicht die sich umwandelnde Triebwerksverkleidung 20 in einer Vorwärtsposition, so dass die sich umwandelnde Triebwerksverkleidung 20 und das Schott 18 in Kontakt oder dicht beabstandet mit Bezug aufeinander angeordnet sind, wobei sie dazwischen eine herkömmliche Dichtung aufweisen, die im Stand der Technik wohl bekannt ist, und wobei die äußeren Konturen davon eine kontinuierliche Fläche für den Luftstrom bilden. Die Schubumkehrvorrichtung 12 wird als in einer "verstauten" oder geschlossenen Konfiguration befindlich angesehen, wenn die sich umwandelnde Triebwerksverkleidung 20 sich in dieser Vorwärts-Position befindet. Der Luftkanal erstreckt sich im Wesentlichen von vorne bis hinten, und wird innen durch die Wand 22 des Motors 14 und außen durch die innere Wand 24 der Schaufelradtriebwerksverkleidung 16 und durch die innere Wand 26 der sich umwandelnden Triebwerksverkleidung 20 definiert. In der geschlossenen Konfiguration wird der Luftstrom durch den Luftkanal durch die Pfeile A angezeigt.
Auf Kommando des Piloten treiben die Reihen von Stellvorrichtungen (nicht gezeigt) die sich umwandelnde Triebwerksverkleidung 20 in der Rückwärtsrichtung in Richtung der in 2 gezeigten Position an. Die Schubumkehrvorrichtung 12 in 2 wird als in einer "ausgefahrenen" oder offenen Konfiguration befindlich angesehen. Die innere Wand 26 der sich umwandelnden Triebwerksverkleidung 20 bewegt sich in einer Position, die ihre innere, vordere Kante 28 dicht an die Kerntriebwerksverkleidung 22 des Motors 14 bringt. Wenn die sich umwandelnde Triebwerksverkleidung 20 sich in dieser Position befindet, wird der Luftstrom zum hinteren Abschnitt des Luftkanals im Wesentlichen blockiert. In der ausgefahrenen Konfiguration wird der Luftkanal innen im Teil durch die Kerntriebwerksverkleidung 22 des Motors 14 und im Teil durch die stromabwärts gelegene Wand 30 der sich umwandelnden Triebwerksverkleidung 20 definiert. Der Luftkanal wird außen im Teil durch die innere Wand 24 der Schaufelradtriebwerksverkleidung 16 und dem Rampenabschnitt 32 des Schotts 18 definiert. In der ausgefahrenen Konfigura tion wird der Luftstrom, wie durch die Pfeile B angezeigt, durch den Auslass 35 nach außen gelenkt und weist eine nach vorne gerichtete Komponente der Geschwindigkeit auf. Wie nachstehend ausführlicher im Detail beschrieben wird, kann die Schubumkehrvorrichtung auch eher Blockiertüren aufweisen an Stelle von, oder zusätzlich zu, den kooperierenden Konturen der Motorkerntriebwerksverkleidung 22 und der sich umwandelnden Triebwerksverkleidung 20, um den Luftstrom zum hinteren Abschnitt des Luftkanals zu blockieren und den Luftstrom in einer nach vorne gerichteten bzw. nach außen gerichteten Richtung zu lenken.
Bestimmte Bestandteile der Schubumkehrvorrichtung 12 sind in 3, 4 und 5 in ausführlicherem Detail veranschaulicht. Wie in der 3 veranschaulicht ist, umfasst das Schott 18 im Wesentlichen eine ringförmige Gestalt und umgibt die externe Kontur 22 des Motors 14, um dabei den im Wesentlichen ringförmigen Luftkanal zu definieren. Schweifsteuereinrichtungen 38 erstrecken sich in Längsrichtung über den Auslass, und erstrecken sich teilweise um den Umfang der Schubumkehrvorrichtung 12. In dem in 3 veranschaulichten Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Schweifsteuereinrichtungen 38 von dem Schott 18 in einer Rückwärtsrichtung. Alternativ können sich die Schweifsteuereinrichtungen von der sich umwandelnden Triebwerksverkleidung 20 in einer Vorwärtsrichtung erstrecken, oder die Schweifsteuereinrichtungen können die gesamte Länge des Auslasses überspannen und an sowohl den vorderen und hinteren Positionen gelagert sein. Ebenso veranschaulicht sind eine Reihe von Stellvorrichtungen 40, welche die sich umwandelnde Triebwerksverkleidung 20 zwischen den geschlossenen (verstauten) und offenen (ausgefahrenen) Positionen antreiben. Solche Stellvorrichtungen sind üblicherweise hydraulisch oder elektrisch und im Stand der Technik wohl bekannt. Eine befestigte Struktur 41 dient als Lagerung zur Montage des Schotts 18.
Die sich umwandelnde Triebwerkverkleidung 20 ist in den 4 und 5 dargestellt. Die führende Kante 44 der sich umwandelnden Triebwerksverkleidung 20 kooperiert mit der führenden Kante des Schotts 18. Die stromabwärts gelegene Wand 30 der sich umwandelnden Triebwerksverkleidung 20 ist derart geformt, um den Luftstrom in einer Vorwärtsrichtung umzulenken, und umfasst Einkerbungen 48 zum Aufnehmen der Schweifsteuereinrichtungen 38, wenn die sich umwandelnde Triebwerksverkleidung 20 sich in der verstauten Position befindet.
Die Schubumkehrvorrichtung 12 in der verstauten Konfiguration ist in ausführlicherem Detail in den 6 und 7 dargestellt. Der Luftstrom durch den Luftkanal fließt, wie durch die Pfeile A angezeigt wird, im Wesentlichen in der Rückwärts-Richtung. Die innere Wand 24 der Schaufelradtriebwerksverkleidung 16 und die innere Wand 26 der sich umwandelnden Triebwerksverkleidung 20 definieren den äußeren Abschnitt des Luftkanals. Der innere Abschnitt des Luftkanals wird durch die Kerntriebwerksverkleidung 22 des Motors 14 definiert.
Die Schubumkehrvorrichtung in der ausgefahrenen Konfiguration wird in ausführlicherem Detail in den 8 und 9 dargestellt (und in der in 10 veranschaulichten Versuchsstandkonfiguration). Wie oben beschrieben wurde, wenn die sich umwandelnde Triebwerksverkleidung 20 sich in die ausgefahrene Position bewegt, werden die stromabwärts gelegene Wand 30 der sich umwandelnden Triebwerksverkleidung 20, der Rampenabschnitt 32 des Schotts 18 und die Schweifsteuereinrichtungen 38 dem Luftstrom ausgesetzt. Aufgrund der Form der stromabwärts gelegenen Wand 30 und des Rampenabschnitts 32 verlässt der Luftstrom die Schubumkehrvorrichtung 12 mit einer nach vorne gerichteten Komponente, wie durch die Pfeile B angezeigt wird. Die stromabwärts gelegene Wand 30 der sich umwandelnden Triebwerksverkleidung 20 kann ebenso eine Verlängerung oder "Auslegerplatte" 34 aufweisen, welche zum Auslenken der Strömung in einer vorwärts gerichteten Richtung beiträgt und welche nachstehend in ausführlicherem Detail beschrieben wird.
Mehrere Schweifsteuereinrichtungen 38, wie in 11 veranschaulicht sind (und in dem maßstabsgetreuen Versuchsstandmodell, welches in 12 veranschaulicht ist), stellen eine zusätzliche Steuerung für den Luftstrom in einer radialen Richtung bereit (senkrecht zu der Vorwärts-Richtung 4 und der Rückwärts-Richtung 6), um die den Flugzeugrumpf und die Steuerflächen des Flugzeugs anströmende Strömung, welche deren Effektivität beeinträchtigen kann, zu minimieren. Wie in der Figur veranschaulicht wird, verläuft ein Teil des aus der Schubumkehrvorrichtung 12 austretenden Luftstroms um die Schweifsteuereinrichtung 38 und wird in den Schweif 50 in der durch den Pfeil B₁ angezeigten Richtung abgelenkt. Ein anderer Teil des aus der Schubumkehrvorrichtung 12 austretenden Luftstroms verläuft um die Schweifsteuereinrichtung 38 herum, und wird in den durch den Pfeil B₂ angezeigten Richtungen abgelenkt. Die Form 47 der Wände 45 der Schweifsteuereinrichtung 38 trägt zur Bestimmung der Richtung des abgelenkten Stroms bei.
13 veranschaulicht die beispielhaften Triebwerksgondeln 10, die in Bezug auf ein Flugzeug 60 montiert sind, und zeigt das Verhältnis der Schweife 50, 52, 54 und 56 gegenüber dem Flugzeugrumpf 62, dem Flügel 64, dem Höhenruder 66 und dem Ruder 68 an. Die Ebene des Rollfeldes 8 ist ebenso dargestellt. Die Schweife 50, 52 werden durch die Schweifsteuereinrichtungen 38 (in 13 nicht gezeigt) abgelenkt, um die Anströmung des Flugzeugrumpfes 62 zu minimieren. Die Schweife 54, 56 werden ausgerichtet, um eine Queransaugung in die bzw. eine Anströmung der angrenzenden Triebwerksgondel 10 zu minimieren. Die resultierenden Schweife 50, 52, 54 und 56 minimieren jede nachteilige Auswirkung auf die Flugzeugstabilität und die Steuerfähigkeit während der Landung.
Die Auslegerplatte 34, wie oben beschrieben wurde, ist eine Verlängerung für die stromaufwärts gelegene Wand 30 der sich umwandelnden Triebwerksverkleidung 20, und bewerkstelligt eine vergrößerte Vorwärtskomponente der Strömung. Die Größenordnung der Vorwärtskomponente wird zu Teilen bestimmt durch die Abmessungen und die Form der Auslegerplatte 34. Eine Veränderung der Länge der Auslegerplatte 34 kann es ermöglichen, das Ausmaß der Vorwärtsdrehung der Strömung zu steuern. Die Länge der Auslegerplatte kann sich verändern, um sowohl die Erfordernisse des Motors als auch des Flugzeugs wie eine Flächenkompatibilität (und ein Motorerfordernis), Wiederansaugung, Queransaugung, Anströmung und die Steuerfähigkeit des Flugzeugs während des Landeauslaufs zu erfüllen. 14-16 sind in unterschiedlichen radialen Positionen über den Umfang der Schubumkehrvorrichtung 12 aufgenommen. (Aus Klarheitsgründen wurden die Schweifsteuereinrichtungen 38 in den 14-16 weggelassen.) Wie in den 14-16 veranschaulicht ist, können die Auslegerplatten 34 und die zugehörige Schottoberfläche 27 variierende Abmessungen in unterschiedlichen radialen Positionen über den Umfang der sich umwandelnden Triebwerksverkleidung 20 aufweisen, und in ähnlicher Weise kann die führende Kante 44 der sich umwandelnden Triebwerksverkleidung 20 in unterschiedlichen Positionsebenen 70a, 70b, 70c angeordnet sein (was ein Ausdruck für die Position der führenden Kante 44 entlang der Längsachse des Flugzeugs ist).
In 14 hat die Auslegerplatte 34 die längste Abmessung und die Positionsebene 70a der führenden Kante 44 ist am weitesten vorne angeordnet (im Vergleich mit den 15 und 16). Die Kontur des Schotts 72, welche mit der führenden Kante 44 der Ausleger platte 34 kooperiert, ist ebenso in der vordersten Position angeordnet. Folglich weist die Richtung einer Strömung B_a des Schweifs 50, welcher die Schubumkehrvorrichtung 12 verlässt, die größte Vorwärtskomponente auf, und der Winkel β_a (definiert als der Winkel zwischen der Längsachse und der Richtung der Strömung B_a) ist der kleinste (im Vergleich mit den 15 und 16). Die Konfiguration der Auslegerplatte aus 14 kann vollständig um den Umfang verwendet werden, vorausgesetzt, dass der rückwärts gerichtete Schweif keinen nachteiligen Effekt auf die Steuerfähigkeit, die Anströmung und Ansaugung aufweist. In einem Ausführungsbeispiel wird die Länge der in 14 veranschaulichten Auslegerplatte über den Umfang der Schubumkehrvorrichtung 12 verwendet, mit Ausnahme des Bodenabschnitts, beispielsweise des Bereichs 43, wie in 11 veranschaulicht ist, welcher näherungsweise 45° des gesamten Umfangs der Schubumkehrvorrichtung 12 ausmacht.
In 15 weist die Auslegerplatte 34 die kürzeste Abmessung auf, und die Positionsebene 70c der führenden Kante 44 ist am weitesten hinten angeordnet (im Vergleich mit den 14 und 16). Die Kontur des Schotts 72, welche mit der führenden Kante 44 kooperiert, ist am weitesten hinten angeordnet. Die Richtung der Strömung B_c des Schweifs 50 hat die kleinste Vorwärtskomponente, und der Winkel β_c (definiert als der Winkel zwischen der Längsachse und der Richtung der Strömung B_c) ist der größte (im Vergleich mit den 14 und 16). Wie oben erläutert wurde, kann diese Länge der Auslegerplatte in den unteren 45° der Schubumkehrvorrichtung verwendet werden. In 16 weist die Auslegerplatte 34 eine mittlere Länge und eine mittlere Anordnungsposition 70b auf. Die Kontur des Schotts 72 befindet sich ebenso in einer mittleren Position. In ähnlicher Weise weist die Richtung der Strömung B_b eine mittlere Vorwärtskomponente auf, und der Winkel β_b (definiert als der Winkel zwischen der Längsachse und der Richtung der Strömung B_b) ist in der Mitte (im Vergleich mit den 14 und 15). In Abhängigkeit von den Schuberfordernissen des Motors 10, kann der Bereich 43 der Schubumkehrvorrichtung 12 (siehe 11) eine Konfiguration der Auslegerplatte entsprechend zu 15 oder der aus 16 oder beiden aufweisen. Die Abmessungen der Auslegerplatte würden zwischen den Längen, die in den 14-16 veranschaulicht sind, schrittweise verlaufen.
In den 14 und 17 verändert sich die Abmessung des Nasenabschnitts 31 des Schotts 18 ebenso über den Umfang des Motors 10. In 14 weist der Nasenabschnitt 31 die kürzeste Abmessung auf, und die Positionsebene 71a des Nasenabschnitts 31 ist am weitesten vorne angeordnet. In 17 weist der Nasenabschnitt 31 die längste Abmessung auf, und die Positionsebene 71d des Nasenabschnitts 31 ist am weitesten hinten angeordnet. Die Richtung der Strömung B_d des Schweifs 50 weist eine größere Vorwärtskomponente auf, und der Winkel β_d (definiert als der Winkel zwischen der Längsachse und der Richtung der Strömung B_d) ist kleiner, wenn die Abmessung des Nasenabschnitts 31 vergrößert ist (d. h., die Positionsebene des Nasenabschnitts bewegt sich weiter nach hinten). Die Schweifsteuereinrichtungen 38 und die Auslegerplatte 34 mit variabler Länge können unabhängig von dem Nasenabschnitt verändert werden, um den die Schubumkehrvorrichtung 12 verlassenden Schweif zu konfektionieren. In einem unterschiedlichen Ausführungsbeispiel der Schubumkehrvorrichtung (nicht gezeigt) ist die Schweifsteuereinrichtung 38 weggelassen, und die Steuerung des Schweifs wird alleine durch Veränderung der Abmessungen des Nasenabschnitts 31 in unterschiedlichen axialen Positionen um den Umfang des Schotts 18 bewerkstelligt.
Ein anderes Ausführungsbeispiel der Schubumkehrvorrichtung ist in 18 dargestellt. Die Schubumkehrvorrichtung 112 ist im Wesentlichen identisch zu der Schubumkehrvorrichtung 12, mit den nachstehend genannten Unterschieden. Die Schubumkehrvorrichtung 112 verfügt zusätzlich über ein Schaufelelement oder einen Schaufelring 136, der an mehreren diskreten Positionen durch Halteelemente 137 (veranschaulicht in einer gestrichelten Linie) gehalten wird, die sich von dem Schott 118 erstrecken und in axialer Richtung von dem Rampenabschnitt 132 des Schotts 118 in einer Rückwärtsrichtung beabstandet sind. Ein Hohlraum 150 ist an dem vorderen Ende der Triebwerksverkleidung 120 ausgebildet, um die Schaufel 136 (wenn sie verwendet wird) aufzunehmen, wenn die Triebwerksverkleidung sich in der verstauten Position befindet. Das Schaufelelement 136 umfasst vorzugsweise einen Profilabschnitt und trägt dazu bei, eine vorzeitige Ablösung der Strömung um den Rampenabschnitt 132 zu verhindern. Dies verbessert sowohl das Vorwärtsdrehen und vergrößert ebenso die Strömung durch die Öffnung. Das Schaufelelement 136 führt daher die Luft zu dem Auslass 135, wenn die sich umwandelnde Triebwerksverkleidung 120 sich in der offenen Position befindet. Die optimale Form des Schaufelquerschnitts hängt in hohem Maße von örtlichen Geometrien und Strömungseigenschaften ab. Das Schaufelelement 136 ist vorzugsweise als Ringsegment entsprechend zu der ringförmigen Gestalt des Rampenabschnitts 132 des Schotts 118 konstruiert.
Die 19 und 20 veranschaulichen ein anderes Ausführungsbeispiel der Schubumkehrvorrichtung, welches im Wesentlichen identisch ist zu der in 18 veranschaulichten Schubumkehrvorrichtung 112, mit den folgenden nachstehend bezeichneten Unterschieden. (Die sich umwandelnde Triebswerkverkleidung und der Motor wurden aus Klarheitsgründen in den 19-20 weggelassen.) Die Schubumkehrvorrichtung 212 umfasst ein Schaufelelement 236, welches dazu beiträgt, eine vorzeitige Ablösung der Strömung durch diese Öffnung zu verhindern. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Schaufel 236 von einer Vielzahl von Schaufellagerungen 237 gelagert. Wie in 20 deutlich dargestellt ist, können die Schaufellagerungen 237 einen Profilquerschnitt aufweisen und sind der Strömung nach ausgerichtet, um eine zusätzliche radiale Steuerung der zwischen dem Rampenabschnitt 232 und dem Schaufelelement 236 hindurch tretenden Strömung zu bewerkstelligen.
Ein anderes Ausführungsbeispiel, welches eine Schweifsteuereinrichtung einbezieht, ist in den 21-22 dargestellt, und ist im Wesentlichen identisch zu der Schubumkehrvorrichtung 12 mit den Schweifsteuereinrichtungen 38, die in den 8 und 11 dargestellt sind, mit den folgenden nachstehend bezeichneten Unterschieden. Wie die Schweifsteuereinrichtung 38 stellen die Schweifsteuereinrichtungen 338a, 338b und 338c eine zusätzliche Steuerung des Luftstroms in einer radialen Richtung (senkrecht zu der Vorwärts-Richtung 4 und der Rückwärts-Richtung 6) bereit, um die Anströmung des Flugzeugrumpfs und der Steuerflächen des Flugzeugs, die deren Effektivität beeinträchtigen kann, zu minimieren. Wie die Schweifsteuereinrichtung 38 erstrecken sich die Schweifsteuereinrichtungen 338a, 338b und 338c nur teilweise über den Umfang der Schubumkehrvorrichtung 12. Zusätzlich stellen die Schweifsteuereinrichtungen 338a, 338b und 338c einen zusätzlichen Vorwärtsschub bereit, wie nachstehend hierin beschrieben wird.
Wie in 21 dargestellt ist, erstrecken sich die Schweifsteuereinrichtungen 338a und 338b über die Öffnung 335, die definiert ist, wenn die sich umwandelnde Triebwerksverkleidung 320 sich in der offenen Position befindet. In 21 erstrecken sich die Schweifsteuereinrichtungen 338a und 338b von dem Schott 318 nach hinten. Ein Teil des aus der Schubumkehrvorrichtung 312 austretenden Luftstroms B₁ wird durch den Rampenabschnitt 332 des Schotts 318 und die Wand (nicht gezeigt) der sich umwandelnden Triebswerkverkleidung 320 in eine Vorwärtsrichtung gelenkt, wie im Wesentlichen oben mit Bezug auf die 9-10 und 14-17 beschrieben wurde. Ein Teil des Luft stroms verläuft um die Schweifsteuereinrichtungen 338a und 338b herum, und wird in den Schweif 350 in der durch den Pfeil B₁ angezeigten Richtung abgelenkt. Wie in 22 dargestellt ist, verläuft ein anderer Teil des aus der Schubumkehrvorrichtung 312 austretenden Luftstroms um die Schweifsteuereinrichtungen 338a und 338c herum, und wird in den Schweif 352 in der durch den Pfeil B₂ angezeigten Richtung abgelenkt.
Die Form der Schweifsteuereinrichtungen 338a, 338b und 338c trägt zur Bestimmung der Richtung der abgelenkten Strömung bei. Wie in den 21-22 veranschaulicht ist, umfassen die Schweifsteuereinrichtungen 338a, 338b und 338c einen Wandabschnitt 370 mit Kantenabschnitten 371a und 371b. Wie die Kantenabschnitte 45 der Schweifsteuereinrichtung 38 tragen die Kantenabschnitte 371a und 371b beim Umlenken des Luftstroms der Schweife, beispielsweise der Schweife 350 und 352 bei. Kantenabschnitte 371a und 371b tragen zum Umlenken des Luftstroms in einer radialen Richtung, beispielsweise in den Richtungen B₁ und B₂, bei. Eine Reihe von Zellen 372 wird ebenso in den Schweifsteuereinrichtungen 338a, 338b und 338c definiert. Jede Zelle 372 wird von einer Reihe von längs ausgerichteten Schaufeln 374 und einer Reihe von axial ausgerichteten Schaufeln 376 ausgebildet. Wie deutlich in 22 zu sehen ist, sind die längs ausgerichteten Schaufeln 374 im Luftstrom ausgerichtet, um eine zusätzliche radiale Steuerung der Schweife zu bewerkstelligen. Die Zellen 372 bewerkstelligen ebenso einen zusätzlichen Vorwärtsschub für die Schubumkehrvorrichtung 312. Die axial ausgerichteten Schaufeln 376 (veranschaulicht in 21) bewerkstelligen einen solchen Vorwärtsschub, wenn der Luftstrom durch die Zellen 372 verläuft.
Noch ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den 23-24 dargestellt, und ist nützlich im Zusammenhang mit Schubumkehrvorrichtungen mit sich umwandelnder Triebswerkverkleidung einer Blockiertürbauart. Die Gondel 410 umfasst eine Schubumkehrvorrichtung 412, welche im Wesentlichen identisch ist zu der Schubumkehrvorrichtung 12, mit den nachstehend beschriebenen Unterschieden. 23 veranschaulicht die Schubumkehrvorrichtung 412 in der geschlossenen Konfiguration. Der Luftkanal wird innen durch die Kerntriebwerksverkleidung 422 des Motors 414 und außen durch die innere Wand 424 der Schaufelradtriebwerksverkleidung 416 und die innere Wand 426 der sich umwandelnden Triebswerkverkleidung 420 definiert. 24 veranschaulicht die Schubumkehrvorrichtung 412 in der ausgefahrenen Konfiguration. Die sich umwandelnde Triebswerkverkleidung 420 bewegt sich in eine Rückwärtsposition, wie durch die Pfeile C angezeigt wird, um dabei die stromaufwärts gelegene Wand 430 der sich umwan delnden Triebswerkverkleidung 420 und die stromabwärts gelegene Wand oder den Rampenabschnitt 432 des Schotts 418 freizulegen. Zusätzlich zu den oben für die Schubumkehrvorrichtung 12 beschriebenen Strukturen umfasst die Schubumkehrvorrichtung 412 auch eine Reihe von Blockiertüren 490, welche in den Luftkanal geschwenkt werden, um die Strömung durch den Auslass 435 abzulenken, wie durch die Pfeile B angezeigt wird. Falls erforderlich, operiert eine Reihe von Schweifsteuereinrichtungen (nicht in 19 dargestellt) im Wesentlichen als die Schweifsteuereinrichtung 38, die oben für die Schubumkehrvorrichtung 12 beschrieben wurde, um die Strömung in mehrere Schweife aufzuteilen, wie in 11 und 13 veranschaulicht wurde. Zusätzlich, falls erforderlich, kann sich die führende Kante 444 der sich umwandelnden Triebswerkverkleidung verändern, wie oben mit Bezug auf die 14-16 beschrieben wurde, und der Nasenabschnitt 431 des Schotts kann sich verändern, wie oben mit Bezug auf die 14 und 17 beschrieben wurde, um die Vorwärtskomponente des Schweifs in unterschiedlichen radialen Positionen zu steuern. Falls erforderlich, kann eine Schaufel 136 zu diesem Ausführungsbeispiel hinzugefügt werden, wie in 18 veranschaulicht ist, um die Steuerung des Vorwärtsdrehens und der Vergrößerung der Strömung durch die Öffnung zu unterstützen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel dieser Erfindung ist in den 25-26 dargestellt, und ist nützlich im Zusammenhang mit einer Schubumkehrvorrichtung mit sich umwandelnder Triebwerksverkleidung. Die Gondel 510 umfasst eine Schubumkehrvorrichtung 512, welche im Wesentlichen identisch ist zu der Schubumkehrvorrichtung 12, mit den nachstehend bezeichneten Unterschieden. 25 veranschaulicht die Schubumkehrvorrichtung 512 in der geschlossenen Konfiguration. Der Luftkanal wird innen durch die Kerntriebwerksverkleidung 522 des Motors 514 und außen durch die innere Wand 524 der Schaufelradtriebwerksverkleidung 516, durch die innere Wand 584 der sich umwandelnden Triebswerkverkleidung 582 und durch die innere Wand 586 eines stationären, hinteren Triebwerksverkleidungsabschnitts 580 definiert. 26 veranschaulicht die Schubumkehrvorrichtung 512 in der ausgefahrenen Konfiguration. Die sich umwandelnde Triebswerkverkleidung 520 bewegt sich in eine hintere Position, wie durch die Pfeile C angezeigt ist, um dabei die stromaufwärts gelegene Wand 530 der sich umwandelnden Triebswerkverkleidung 520, den Ausleger 534, und den Rampenabschnitt 532 des Schotts 518 freizulegen. Die sich umwandelnde Triebswerkverkleidung 520 umfasst ein inneres Paneel 584 und ein äußeres Paneel 582, welche den stationären, hinteren Triebwerksverkleidungsabschnitt 580 umgeben. Eine Reihe von Blockiertüren 590 wird in den Luftkanal geschwenkt, um die Strömung durch den Auslass 535 abzulenken, wie durch die Pfeile B angezeigt ist. Falls erforderlich, operieren eine Reihe von Schweifsteuereinrichtungen, die nicht in 26 dargestellt sind, im Wesentlichen als die oben beschriebenen Schweifsteuereinrichtungen für die Schubumkehrvorrichtung 12, um den Strom in mehrere Schweife aufzuteilen, wie in den 11-13 veranschaulicht ist. Zusätzlich kann sich die führende Kante 544 der sich umwandelnden Triebswerkverkleidung verändern, wie oben mit Bezug auf die 14-16 beschrieben wurde, und der Nasenabschnitt 531 des Schotts kann sich verändern, wie oben mit Bezug auf die 14 und 17 beschrieben wurde. Falls erforderlich, kann die Schaufel 136, wie in 18 veranschaulicht ist, zu diesem Ausführungsbeispiel hinzugefügt werden, um die Steuerung des Vorwärtsdrehens und die Vergrößerung der Strömung durch die Öffnung zu unterstützen. 20-26 zeigen eine Schubumkehrvorrichtung mit sich umwandelnder Triebswerkverkleidung mit einer Blockiertür; jedoch kann die Konfiguration der sich umwandelnden Triebswerkverkleidung 520 ebenso mit einer blockiertürfreien Schubumkehrvorrichtung verwendet werden, wie in den 1 und 2 dargestellt ist.
Noch ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den 27-28 dargestellt, und ist nützlich im Zusammenhang mit Schubumkehrvorrichtungen mit sich umwandelnder Triebswerkverkleidung einer Ausführung mit Blockiertür. Die Triebwerksgondel 610 umfasst eine Schubumkehrvorrichtung 612, welche im Wesentlichen identisch ist zu der Schubumkehrvorrichtung 12, mit den nachstehend bezeichneten Unterschieden. 27 veranschaulicht die Schubumkehrvorrichtung 612 in der geschlossenen Konfiguration. Der Luftkanal wird innen durch die Kerntriebwerksverkleidung 622 des Motors 614 und außen durch die innere Wand 624 der Schaufelradtriebwerksverkleidung 616, der inneren Wand 684 der sich umwandelnden Triebswerkverkleidung 620, und durch die innere Wand 686 eines stationären, hinteren Triebwerksverkleidungsabschnitts 680 definiert. 28 veranschaulicht die Schubumkehrvorrichtung 612 in der ausgefahrenen Konfiguration. Die sich umwandelnde Triebwerksverkleidung 620 bewegt sich in eine hintere Position, wie durch die Pfeile C angezeigt ist, um dabei die stromaufwärts gelegene Wand 630 der sich umwandelnden Triebswerkverkleidung 620, den Ausleger 634, und den Rampenabschnitt 632 des Schotts 618 freizulegen. Die sich umwandelnde Triebswerkverkleidung 620 umfasst eine innere Wand 684 und eine äußere Wand 692, welche individuelle Komponenten sind, die sich in radialer Richtung auseinander bewegen, um den Ausgangsbereich zu vergrößern und um die Schubumkehrleistung zu verbessern, um den stationären, hinteren Triebwerksverkleidungsabschnitt 680 zu umgeben. Der innere Wandabschnitt 684 und der äußere Wandabschnitt 692 sind mit Bezug aufeinander eng beabstandet, wenn die sich umwandelnde Triebswerkverkleidung 620 sich in der Vorwärts-Position befindet. Eine Reihe von Blockiertüren 619 wird in den Luftkanal geschwenkt, um die Strömung durch den Auslass 635 abzulenken, wie durch die Pfeile B angezeigt ist. Eine Reihe von Schweifsteuereinrichtungen ist nicht in 28 dargestellt, operiert aber im Wesentlichen als die oben beschriebenen Schweifsteuereinrichtungen 38 für die Schubumkehrvorrichtung 12, um die Strömung in mehrere Schweife aufzuteilen, wie in den 11 und 13 veranschaulicht ist. Zusätzlich kann sich die führende Kante 644 der sich umwandelnden Triebswerkverkleidung verändern, wie oben mit Bezug auf die 14-16 beschrieben wurde, und der Nasenabschnitt 631 des Schotts kann sich verändern, wie oben mit Bezug auf die 14 und 16 beschrieben wurde. Falls erforderlich, kann die in 18 veranschaulichte Schaufel 136 zu diesem Ausführungsbeispiel hinzugefügt werden, um die Steuerung des Vorwärtsdrehens und des Vergrößerns der Strömung durch die Öffnung zu unterstützen. 13 veranschaulicht eine Unterflügelinstallation eines Motors bzw. einer Gondel mit vier Umfangsöffnungen oder Schweifen pro Gondel. Die hierin beschriebene Schubumkehrvorrichtung kann mit jeder Anzahl von Umfangsöffnungen verwendet werden. Andere Ausführungsbeispiele können bei einer rumpfmontierten Maschine bzw. Gondel mit jeder Anzahl von Umfangsöffnungen eingesetzt werden.

Claims

Schubumkehrvorrichtung (12) für ein Mantelstromtriebwerk (14) mit einem Luftkanal, der radial nach innen durch eine Wand (22) um das Mantelstromtriebwerk herum und radial nach außen teilweise durch eine Fan-Verkleidung (fan cowl) (16) des Mantelstromtriebwerks begrenzt wird, wobei sie umfasst: a) eine Leiteinrichtung (18), die so eingerichtet ist, dass sie an der Fan-Verkleidung (16) angebracht ist, und die eine erste Wand (24) hat, die eine geformte Fläche bildet, von der aus sich ein Nasenabschnitt erstreckt, der einen Rampenabschnitt (32) hat, der sich von ihm aus erstreckt; b) eine verschiebbare Verkleidung (20), die eine zweite Wand (26) hat, die eine geformte Fläche bildet, wobei die verschiebbare Verkleidung (20) zwischen einer geschlossenen Position, in der sie im Wesentlichen an die Leiteinrichtung (18) angrenzt, und einer offenen Position, in der sie axial von der Leiteinrichtung beabstandet ist, um einen Auslass zum Ausstossen von Luft aus dem Luftkanal zu bilden, axial beweglich getragen wird, und die aus dem Luftkanal ausgestoßene Luft eine Komponente der Geschwindigkeit in einer Vorwärtsrichtung hat; c) eine Abluftfahnen-Steuereinrichtung (38), die sich in Längsrichtung über den Auslass und teilweise in Umfangsrichtung um die Schubumkehreinrichtung (12) herum erstreckt, um die aus dem Luftkanal ausgestoßene Luft in eine Vielzahl von Abluftfahnen zu unterteilen, wobei die Schubumkehreinrichtung durch das Nichtvorhandensein einer Stufenanordnung von Stromumleitblechen gekennzeichnet ist, die dazu beitragen, Luftstrom durch sie hindurch umzuleiten.
Schubumkehreinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Abluftfahnen-Steuereinrichtung Seitenwände aufweist, die einen geformten Aufbau haben, um die Abluftfahnen in eine vordefinierte Richtung umzulenken.
Schubumkehreinrichtung nach Anspruch 2, wobei die Abluftfahnen-Steuereinrichtung so aufgebaut ist, dass sie die Abluftfahnen in eine vordefinierte Richtung umlenkt.
Schubumkehreinrichtung nach Anspruch 3, wobei die Abluftfahnen-Steuereinrichtung so aufgebaut ist, dass sie die Abluftfahnen wenigstens teilweise in einer radialen Richtung senkrecht zu der Vorwärtsrichtung umlenkt.
Schubumkehreinrichtung nach Anspruch 3, wobei die Abluftfahnen-Steuereinrichtung so aufgebaut ist, dass sie die Abluftfahnen wenigstens teilweise in der Vorwärtsrichtung umlenkt.
Schubumkehreinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Wand des Mantelstromtriebwerks und die verschiebbare Verkleidung zusammenwirken und Luft im Wesentlichen daran hindern, durch einen hinteren Abschnitt des Luftkanals hindurchzutreten, wenn sich die verschiebbare Verkleidung in der offenen Position befindet.
Schubumkehreinrichtung nach Anspruch 1, die des Weiteren umfasst: eine Vielzahl von Sperrklappen, die schwenkbar an der verschiebbaren Verkleidung oder einer Grundtriebwerksverkleidung angebracht sind, um Luft im Wesentlichen daran zu hindern, durch einen hinteren Abschnitt des Luftkanals hindurchzutreten, wenn sich die verschiebbare Verkleidung in der offenen Position befindet.
Schubumkehreinrichtung nach Anspruch 7, die des Weiteren einen festen hinteren Fan-Verkleidungsabschnitt umfasst, und wobei die verschiebbare Verkleidung einen Außenwandabschnitt sowie einen Innenwandabschnitt hat, die so aufgebaut sind, dass sie den festen hinteren Fan-Verkleidungsabschnitt teilweise um geben, wenn sich die verschiebbare Verkleidung in der offenen Anordnung befindet.
Schubumkehreinrichtung nach Anspruch 8, wobei der Außenwandabschnitt und der Innenwandabschnitt so aufgebaut sind, dass sie relative radiale Bewegung in Bezug zueinander zwischen einer Anordnung, in der der Außenwandabschnitt und der Innenwandabschnitt eng beabstandet sind, wenn sich die verschiebbare Verkleidung in der geschlossenen Position befindet, und einer beabstandeten Anordnung durchführen, in der sie den festen hinteren Fan-Verkleidungsabschnitt umgeben, wenn sich die verschiebbare Verkleidung in der offenen Position befindet.
Schubumkehreinrichtung (12) für ein Mantelstrom-Triebwerk (14) mit einem Luftkanal, der radial nach innen durch eine Wand (22) um das Mantelstrom-Triebwerk herum und radial nach außen teilweise durch eine Fan-Verkleidung (16) des Triebwerks begrenzt wird, wobei sie umfasst: a) eine Leiteinrichtung (18), die so eingerichtet ist, dass sie an der Fan-Verkleidung (16) angebracht ist, und die eine erste Wand (24) hat, die eine geformte Fläche bildet, von der aus sich ein Nasenabschnitt erstreckt, der einen Rampenabschnitt (32) hat, der sich von ihm aus erstreckt; und b) eine verschiebbare Verkleidung (20), die eine zweite Wand (26) und eine Zusatzplatte (kicker plate) (34) hat, die eine geformte Fläche bildet, wobei die verschiebbare Verkleidung (20) zwischen einer geschlossenen Position, in der sie im Wesentlichen an die Leiteinrichtung (18) angrenzt, und einer offenen Position, in der sie axial von der Leiteinrichtung beabstandet ist, um einen Auslass zum Ausstoßen von Luft aus dem Luftkanal zu bilden, axial beweglich getragen wird, und die aus dem Luftkanal ausgestoßene Luft eine Komponente der Geschwindigkeit in einer Vorwärtsrichtung hat, wobei die Zusatzplatte (34) eine Abmessung hat, die an verschiedenen radialen Positionen um einen Umfang der verschiebbaren Verkleidung (20) herum variiert, um selektiv eine Vorwärtskomponente der Geschwindigkeit der aus dem Luftkanal ausgestoßenen Luft zu steuern, wobei die Schubumkehreinrichtung (12) durch das Nichtvorhandensein einer Stufenanordnung von Stromumleitblechen gekennzeichnet ist, die dazu beitragen, Luftstrom durch sie hindurch umzuleiten.
Schubumkehreinrichtung (12) für ein Mantelstrom-Triebwerk (14) mit einem Luftkanal, der radial nach innen durch eine Wand (22) um das Mantelstrom-Triebwerk herum und radial nach außen teilweise durch eine Fan-Verkleidung (16) des Triebwerks begrenzt wird, wobei sie umfasst: a) eine Leiteinrichtung (18), die so eingerichtet ist, dass sie an der Fan-Verkleidung (16) angebracht ist, und die eine erste Wand (24) hat, die eine geformte Fläche bildet, von der aus sich ein Nasenabschnitt erstreckt, der einen Rampenabschnitt (32) hat, der sich von ihm aus erstreckt, wobei die geformte Fläche eine Abmessung hat, die an verschiedenen radialen Positionen um einen Umfang der Leiteinrichtung (18) herum variiert, um selektiv eine Vorwärtskomponente der Geschwindigkeit der aus dem Luftkanal ausgestoßenen Luft zu steuern; und b) eine verschiebbare Verkleidung (20), die eine zweite Wand (26) und eine Zusatzplatte (34) hat, die eine geformte Fläche bildet, wobei die verschiebbare Verkleidung (20) zwischen einer geschlossenen Position, in der sie im Wesentlichen an die Leiteinrichtung (18) angrenzt, und einer offenen Position, in der sie axial von der Leiteinrichtung beabstandet ist, um einen Auslass zum Ausstoßen von Luft aus dem Luftkanal zu bilden, axial beweglich getragen wird, und die aus dem Luftkanal ausgestoßene Luft eine Vorwärtskomponente der Geschwindigkeit hat, wobei die Schubumkehreinrichtung (12) durch das Nichtvorhandensein einer Stufenanordnung von Stromumleitblechen gekennzeichnet ist, die dazu beitragen, Luftstrom durch sie hindurch umzuleiten.
Schubumkehreinrichtung (12) für ein Mantelstromtriebwerk (14) mit einem Luftkanal, der radial nach innen durch eine Wand (22) um das Mantelstromtriebwerk herum und radial nach außen teilweise durch eine Fan-Verkleidung (16) des Mantelstromtriebwerks begrenzt wird, wobei sie umfasst: a) eine Leiteinrichtung (18), die so eingerichtet ist, dass sie an der Triebwerksverkleidung (16) angebracht ist, und die eine erste Wand (24) hat, die eine geformte Fläche bildet, von der aus sich ein Nasenabschnitt erstreckt, der einen Rampenabschnitt (32) hat, der sich von ihm aus erstreckt; b) eine verschiebbare Verkleidung (20), die eine zweite Wand (26) hat, die eine geformte Fläche bildet, wobei die verschiebbare Verkleidung (20) zwischen einer geschlossenen Position, in der sie im Wesentlichen an die Leiteinrichtung (18) angrenzt, und einer offenen Position, in der sie von der Leiteinrichtung (18) axial beabstandet ist, um einen Auslass zum Ausstoßen von Luft aus dem Luftkanal zu bilden, axial beweglich getragen wird, und die aus dem Luftkanal ausgestoßene Luft eine Komponente der Geschwindigkeit in einer Vorwärtsrichtung hat; und c) ein Leitblechelement (136), das axial von der ersten Wand (24) der Leiteinrichtung (18) in einer Rückwärtsrichtung beabstandet ist und einen Profilabschnitt hat, um Luft zu dem Auslass zu leiten, wenn sich die verschiebbare Verkleidung (20) in der offenen Position befindet, wobei das Leitblechelement (136) an der Leiteinrichtung durch eine Vielzahl von Trägern getragen wird, die so aufgebaut sind, dass sie die Luft in eine vordefinierte Richtung umlenken, wobei die Schubumkehreinrichtung durch das Nichtvorhandensein einer Stufenanordnung von Stromumleitblechen gekennzeichnet ist, die dazu beitragen, Strom durch sie hindurch umzuleiten.
Schubumkehreinrichtung nach einem der Ansprüche 10, 11 oder 12, die des Weiteren eine Abluftfahnen-Steuereinrichtung umfasst, die sich in Längsrichtung über den Auslass und teilweise in Umfangsrichtung um die Schubumkehreinrichtung herum erstreckt, um die aus dem Luftkanal ausgestoßene Luft in eine Vielzahl von Abluftfahnen zu unterteilen.
Schubumkehreinrichtung nach Anspruch 13, wobei die Abluftfahnen-Steuereinrichtung Seitenwände aufweist, die einen geformten Aufbau haben, um die Abluftfahnen in eine vordefinierte Richtung umzulenken.
Schubumkehreinrichtung nach Anspruch 13, wobei die Abluftfahnen-Steuereinrichtung so aufgebaut ist, dass sie die Abluftfahnen in eine vordefinierte Richtung umlenkt.
Schubumkehreinrichtung nach Anspruch 15, wobei die Abluftfahnen-Steuereinrichtung so aufgebaut ist, dass sie die Abluftfahnen wenigstens teilweise in einer radialen Richtung senkrecht zu der Vorwärtsrichtung umlenkt.
Schubumkehreinrichtung nach Anspruch 15, wobei die Abluftfahnen-Steuereinrichtung so aufgebaut ist, dass sie die Abluftfahnen wenigstens teilweise in der Vorwärtsrichtung umlenkt.
Schubumkehreinrichtung nach einem der Ansprüche 10, 11 oder 12, die des Weiteren ein Leitblechelement umfasst, das axial von der ersten Wand der Leiteinrichtung in einer Rückwärtsrichtung beabstandet ist und einen Profilabschnitt hat, um Luft zu dem Auslass zu leiten, wenn sich die verschiebbare Verkleidung in der offenen Position befindet.
Schubumkehreinrichtung nach einem der Ansprüche 10, 11 oder 12, wobei die Wand des Mantelstrom-Triebwerks und die verschiebbare Verkleidung zusammenwirken und Luft im Wesentlichen daran hindern, durch einen hinteren Abschnitt des Luftkanals hindurchzutreten, wenn sich die verschiebbare Verkleidung in der offenen Position befindet.
Schubumkehreinrichtung nach einem der Ansprüche 10, 11 oder 12, die des Weiteren umfasst: eine Vielzahl von Sperrklappen, die schwenkbar an der verschiebbaren Verkleidung oder einer Grundtriebwerksverkleidung angebracht sind, um Luft im Wesentlichen daran zu hindern, durch einen hinteren Abschnitt des Luftkanals hin durchzutreten, wenn sich die verschiebbare Verkleidung in der offenen Position befindet.
Schubumkehreinrichtung nach Anspruch 20, die des Weiteren einen festen hinteren Fan-Verkleidungsabschnitt umfasst, und wobei die verschiebbare Verkleidung einen Außenwandabschnitt sowie einen Innenwandabschnitt hat, die so aufgebaut sind, dass sie den festen hinteren Fan-Verkleidungsabschnitt teilweise umgeben, wenn sich die verschiebbare Verkleidung in der offenen Anordnung befindet.
Schubumkehreinrichtung nach Anspruch 21, wobei der Außenwandabschnitt und der Innenwandabschnitt so aufgebaut sind, dass sie relative radiale Bewegung in Bezug zueinander zwischen einer Anordnung, in der der Außenwandabschnitt und der Innenwandabschnitt eng beabstandet sind, wenn sich die verschiebbare Verkleidung in der geschlossenen Position befindet, und einer beabstandeten Anordnung durchführen, in der sie den festen hinteren Fan-Verkleidungsabschnitt umgeben, wenn sich die verschiebbare Verkleidung in der offenen Position befindet.
Schubumkehreinrichtung nach Ansprucheinrichtung nach Anspruch 12, wobei das Leitblechelement einen im Wesentlichen ringförmigen Aufbau hat.